基于單片機(jī)的智能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)

1、密 級(jí) 公 開(kāi) 學(xué) 號(hào)200940513014衡水學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)論文作者：吳向東指導(dǎo)教師：郭海麗系別：物理與電子信息系專業(yè)電子信息工程年級(jí)：2009級(jí)提交日期：2013年5月20日答辯日期：2013年5月30日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）學(xué)術(shù)承諾本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不存在抄襲情況，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含他人或其他教學(xué)機(jī)構(gòu)取得的研究成果。作者簽名： 日 期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）使用授權(quán)的說(shuō)明本人了解并遵守衡水學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文的規(guī)定。即：學(xué)校有權(quán)保

2、留或向有關(guān)部門送交畢業(yè)論文的原件或復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨_(kāi)論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文及相關(guān)資料。作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 日 期： 論文題目：基于單片機(jī)的智能充電器的設(shè)計(jì)摘 要：隨著手機(jī)逐漸走入人們的生活，手機(jī)充電器的重要性愈顯突出。與此同時(shí)，對(duì)手機(jī)充電器的要求便越來(lái)越高，一般的手機(jī)充電器已經(jīng)無(wú)法滿足人們的需求。本設(shè)計(jì)針對(duì)這種情況提出了一種以max1898為充電芯片，運(yùn)用stc89c51單片機(jī)芯片對(duì)其進(jìn)行控制的智能充電器的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)包含單片機(jī)電路、充電電路、光耦隔離電路及電壓轉(zhuǎn)換電路幾部分。程序方面運(yùn)用c語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)，完成了預(yù)充

3、電、快速充電、慢速充電、智能報(bào)警等一系列充電過(guò)程。本設(shè)計(jì)不僅做到了充電的智能化，還對(duì)電池的壽命起到了保護(hù)作用。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能充電器；充電技術(shù)title：the design of intelligent charger based on mcuabstract: with the development of mobile phone gradually into peoples lives, the more prominent the importance of mobile phone charger. at the same time, the mobile phone char

4、ger requests more and more, and mobile phone charger generally has been unable to meet the needs of people. the design for this kind of situation is proposed based on max1898 design of intelligent charger charging chip, using stc89c51 single chip to control it. the design contains a microcontroller

5、circuit, a charging circuit, a optocoupler isolation circuit and a voltage conversion circuit. in the procedural aspect, we use the c language for the design, completing the charging process of pre-charge, fast charge, trickle charge and intelligent alarm. this design not only does the intelligent c

6、harging, but also plays a protective role in the battery life.keywords: mcu; intelligent battery charger; charging technology目 錄摘 要iabstractii1 緒論11.1 課題的背景11.2 課題研究的意義11.3 課題研究的內(nèi)容12 系統(tǒng)方案的整體設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)32.2 相關(guān)模塊概述33 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)53.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)53.1.1 最小系統(tǒng)63.1.2 系統(tǒng)電源模塊的設(shè)計(jì)73.1.3 充電管理芯片的選擇83.1.4 電源模塊的設(shè)計(jì)93.

7、2 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)103.2.1 主程序的設(shè)計(jì)113.2.2 定時(shí)器中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)123.2.3 外部中斷服務(wù)程序144 仿真與調(diào)試164.1 proteus仿真164.1.1 proteus設(shè)計(jì)與仿真的開(kāi)發(fā)過(guò)程164.1.2 proteus運(yùn)行過(guò)程164.1.3 智能充電器仿真164.2 系統(tǒng)調(diào)試及其結(jié)論18結(jié) 語(yǔ)19參考文獻(xiàn)20致 謝211 緒論1.1 課題的背景在社會(huì)的不斷進(jìn)步中，信息技術(shù)以驚人的速度擴(kuò)散到我們身邊的每一個(gè)角落，而手機(jī)的普及便是其中的一個(gè)縮影。作為手機(jī)的一個(gè)核心組件，手機(jī)電池充電器性能的好壞，大大直接關(guān)系到手機(jī)的正常使用?，F(xiàn)在的充電器，缺乏智能化，這將使得電池的

8、壽命變短，充電低效率和可維護(hù)性變低，這很突出的缺陷越來(lái)越不能夠滿足人們的需求。因此，新型智能充電器在科學(xué)研究領(lǐng)域中便成為一件緊迫的事情。在如今廣闊的市場(chǎng)上，充電器的產(chǎn)品質(zhì)量大多低于人們的標(biāo)準(zhǔn)要求。這些不太令人滿意的存在大大影響了我們正常使用手機(jī)，同時(shí)還一定程度上縮短了電池壽命。如果出現(xiàn)意外，還會(huì)對(duì)我們?cè)斐刹豢深A(yù)料的傷害。由于電池的個(gè)體離散性，即使兩塊型號(hào)工藝完全相同的電池，其最大容量和最佳充電方式也不盡相同。而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的充電技術(shù)，很多都沒(méi)有考慮到這個(gè)特點(diǎn)，大多數(shù)都采用恒流快速充電法以及電壓比較法充電。而這兩種充電方法都會(huì)在一定程度上對(duì)電池壽命造成損害。而單片機(jī)的出現(xiàn)，使得手機(jī)充電器的智能化有了

9、新的發(fā)展方向。1.2 課題研究的意義手機(jī)充電器是手機(jī)市場(chǎng)中不可或缺的一部分，而單片機(jī)在這方面的應(yīng)用也是很實(shí)用的，因此提出了這個(gè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)在其前景上有很好的開(kāi)放性和可發(fā)揮性，對(duì)于增強(qiáng)我們對(duì)單片機(jī)的了解與認(rèn)識(shí)，有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，并切實(shí)解決了所需要解決的問(wèn)題。此外，人們普遍要求充電器在電池壽命保護(hù)方面應(yīng)予以加強(qiáng)，而本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，所以本設(shè)計(jì)在實(shí)用性方面很有價(jià)值。1.3 課題研究的內(nèi)容本設(shè)計(jì)的方案將實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在充電器領(lǐng)域中的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)通過(guò)將stc89c51單片機(jī)作為主控核心，由max1898作為充電管理芯片，用7805來(lái)提供穩(wěn)定電壓，由6n137光耦合器實(shí)現(xiàn)所需的補(bǔ)償和隔離功能，另外還增

10、加了通過(guò)燈的閃爍和蜂鳴器鳴叫來(lái)報(bào)警的功能。軟件方面包括以下幾方面：主要控制程序的設(shè)計(jì)，定時(shí)器中斷程序的設(shè)計(jì)，外部服務(wù)中斷程序的設(shè)計(jì)等幾部分。本設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)的電池充電的智能化，能夠大大的滿足人們的需求，同時(shí)對(duì)電池壽命的保護(hù)也起到了十分重要的作用，而其造價(jià)低廉、電路簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)更為其開(kāi)闊出了一片廣闊的市場(chǎng)平臺(tái)。另外，再加上其很好的開(kāi)放與擴(kuò)展性，將使其在未來(lái)的市場(chǎng)中具有旺盛的生命力。 2 系統(tǒng)方案的整體設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)框圖具體情況如圖2-1所示。本系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制模塊、充電控制模塊、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離模塊等模塊構(gòu)成。圖2-1 總體設(shè)計(jì)框圖2.2 相關(guān)模塊概述本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)

11、控制模塊、充電控制模塊、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離模塊等幾部分組成，通過(guò)這幾部分模塊的組合實(shí)現(xiàn)了充電器控制的智能化。單片機(jī)控制模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)采用stc89c51，該單片機(jī)是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的低電壓、8位單片機(jī)。stc89c51單片機(jī)是目前最經(jīng)濟(jì)的單片機(jī)。該模塊是用于實(shí)現(xiàn)智能控制的部分，例如可以實(shí)現(xiàn)斷電的自動(dòng)化。充電控制模塊：選用充電芯片max1898，max1898是性價(jià)比相對(duì)比較高的線性充電芯片，其輸入電壓范圍為4.5v12v；自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)輸入的電源；電壓精度較高；充電時(shí)，可通過(guò)led燈顯示出充電狀態(tài)；對(duì)輸出進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)；具有可編程電流源檢測(cè)。芯片不但可以對(duì)設(shè)定充電時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，還可以對(duì)總的輸

12、入電流進(jìn)行控制。這個(gè)模塊對(duì)充電的管理與控制是相對(duì)非常專業(yè)的。電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離模塊：采用電壓轉(zhuǎn)換芯片將外部的12v電壓轉(zhuǎn)換，然后需要通過(guò)光耦合器得到我們需要的5v電壓。本設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)直接供電的電壓為220v交流電，通過(guò)交流變壓器能夠把220v交流電轉(zhuǎn)換為我們需要的12v交流電，這樣便可以將電壓變低，之后需要經(jīng)過(guò)整流得到直流電，這便需要接一個(gè)橋式整流電路，然后接一個(gè)陶瓷電容以及一個(gè)電解電容，最后把濾波完的直流電接到7805上，從而得到系統(tǒng)需要的電源。綜上所述，本設(shè)計(jì)的方案將實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在充電器領(lǐng)域中的應(yīng)用，主控芯片為stc89c51單片機(jī)，配以控制充電過(guò)程的模塊，以及對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換和外部提示的電路來(lái)

13、組成硬件系統(tǒng)。主要解決在充電過(guò)程中對(duì)蓄電池的保護(hù)功能，如何提高充電效率，如何控制充電狀態(tài)等問(wèn)題。本設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中具有很高的實(shí)用價(jià)值。3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的電路如下圖3-1所示：圖3-1 電路原理圖3.1.1 最小系統(tǒng)一般情況下，直流電源、單片機(jī)、復(fù)位電路和時(shí)鐘模塊共同形成了我們所說(shuō)的最小系統(tǒng)。就單片機(jī)而言，它相當(dāng)于是與計(jì)算機(jī)相關(guān)的最基本的元件的集合體。以下是它所具有的獨(dú)特特點(diǎn)：小體積、高集成和高可靠性；價(jià)格便宜，性能穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，性價(jià)比高；優(yōu)于一般的8位微處理，控制功能較強(qiáng)，；單片機(jī)系統(tǒng)的配置靈活多變；單片機(jī)類型多，可根據(jù)實(shí)際需求做出選擇。對(duì)于其中的復(fù)位電

14、路，本設(shè)計(jì)所使用的系統(tǒng)復(fù)位電路如圖3-2：圖3-2 本設(shè)計(jì)復(fù)位電路而對(duì)于其中的時(shí)鐘模塊，主要用于產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘控制信號(hào)。在該信號(hào)的指導(dǎo)下，單片機(jī)去進(jìn)行相應(yīng)的操作。時(shí)鐘模塊具體電路圖如下圖3-3：圖3-3 系統(tǒng)時(shí)鐘電路圖最小系統(tǒng)是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能夠正常工作的最基本的單位，其整個(gè)電路圖如下圖3-4：圖3-4 最小系統(tǒng)3.1.2 系統(tǒng)電源模塊的設(shè)計(jì)目前的電子市場(chǎng)領(lǐng)域里，79系列和78系列是我們較為常見(jiàn)的三段穩(wěn)定電壓集成電路。三端穩(wěn)定電壓集成電路是由用于輸出的端口、接地的端口以及輸入的端口這三個(gè)端口來(lái)進(jìn)行工作的。由上述的兩種系列元件形成的電路，外接元器件不會(huì)很復(fù)雜。而且還具有對(duì)電路的保護(hù)

15、功能，尤其是其獨(dú)特的物美價(jià)廉的特點(diǎn)更尤為稱贊。因?yàn)槠鋺?yīng)用的方便，故一般電子制作中經(jīng)常會(huì)用到三端穩(wěn)壓集成電路。 在實(shí)際電路中，在其電路上應(yīng)當(dāng)安裝夠大的散熱器。這樣散熱器便可以將穩(wěn)壓管的熱量散掉，以防止因此而產(chǎn)生的不良后果。另外，散熱片和接地腳總是相連的。在本設(shè)計(jì)中，其具體工作流程是將從變壓器輸出的220v交流電轉(zhuǎn)換成12v交流電，然后將電流經(jīng)過(guò)整流后，把電流輸出給濾波，經(jīng)過(guò)濾波的電流就可以接到7805上來(lái)進(jìn)行后續(xù)的工作，該過(guò)程的相關(guān)電路圖如圖3-5所示：圖3-5 系統(tǒng)電源模塊電路圖3.1.3 充電管理芯片的選擇對(duì)輸入電流進(jìn)行調(diào)節(jié)的器件、用于定時(shí)的器件、用來(lái)檢測(cè)充電電流的器件、用來(lái)檢測(cè)溫度的器件和

16、用于中心控制的器件共同形成了max1898。對(duì)總的輸入電流進(jìn)行控制的器件，便是之前所說(shuō)的對(duì)輸入電流進(jìn)行調(diào)節(jié)的器件，充電過(guò)程的電流和流過(guò)負(fù)載的電流是其所包含的主要內(nèi)容。如果閾值小于用于檢測(cè)的電流，這時(shí)要控制輸入的電流，便需減少充電用的電流。由于系統(tǒng)工作電流變化范圍較大，因此需要對(duì)電流進(jìn)行智能檢測(cè)。max1898可以對(duì)鋰電池的快速充電提供有效的保護(hù)，還可以提供提前充電，最后達(dá)到對(duì)電池充電的雙保險(xiǎn)保護(hù)的目的。maxl898 具有的特性如下：可以運(yùn)用相關(guān)造價(jià)低的進(jìn)行調(diào)整的元件；安全簡(jiǎn)潔的線性充電方式；內(nèi)置檢流電阻；可編程充電電流；輸入電壓范圍：4.5v12v；0.75電壓精度；led顯示充電器充電的狀

17、態(tài)；自動(dòng)化的對(duì)系統(tǒng)電源進(jìn)行監(jiān)測(cè)；對(duì)輸出進(jìn)行監(jiān)測(cè)；定時(shí)器具有安全性，還可以對(duì)其進(jìn)行編程；獨(dú)特而有效的封裝；雙選擇的自行重新啟動(dòng)功能。為了降低電源的泄露，max1898對(duì)進(jìn)行充電的電源進(jìn)行智能的監(jiān)測(cè)，同時(shí)還可以使得它自動(dòng)關(guān)斷。然后，開(kāi)始快速充電，之后它達(dá)到被設(shè)置為電池電壓的閾值，通過(guò)它檢測(cè)到要輸入的脈沖，從而縮短時(shí)間。充電完成后，led將顯示出周期性閃爍。其內(nèi)涵如表3-1所示。表3-1 led指示燈狀態(tài)說(shuō)明 充電的狀態(tài)led燈電池或充電器沒(méi)有安裝滅預(yù)充或快充亮充電結(jié)束滅充電出錯(cuò)以1.5hz頻率閃爍max1898相關(guān)電路圖，如圖3-6所示：圖3-6 max1898電路圖3.1.4 電源模塊的設(shè)計(jì)用于

18、光和電轉(zhuǎn)換，以光為傳輸通道的元件便是光電相互轉(zhuǎn)換元件。它包含發(fā)光源和受光器兩部分。這個(gè)元件是電源模塊中最重要的組成部分。光和電相互轉(zhuǎn)換元件，對(duì)信號(hào)的傳輸，有著重要的影響。與此同時(shí)，還可以削減各種不必要的干擾信號(hào)，從而達(dá)到我們想要的，相對(duì)理想的信號(hào)傳輸環(huán)境。這個(gè)結(jié)果是由如下內(nèi)容所導(dǎo)致的：第一、光電耦合器的輸入阻抗很小，而干擾源的阻抗較大。第二、光和電相互轉(zhuǎn)換元件的輸入到輸出，沒(méi)有任何直接的相關(guān)聯(lián)的連接，這樣會(huì)使得它們之間電阻非常大。所以，一些沒(méi)有用處的干擾很難由此通過(guò)，這樣便控制了干擾對(duì)此模塊的影響。第三、光電耦合器可以起到非常好的安全保障作用，即使出現(xiàn)一些在我們電路中會(huì)造成毀滅性損壞的情況，仍

19、然不可能對(duì)儀表造成威脅。這是由于其兩端間極高的抗壓性，從而使得光和電轉(zhuǎn)換器件起到應(yīng)有的保護(hù)作用。第四、光和電相互轉(zhuǎn)器件具有相當(dāng)高的回應(yīng)靈敏度，它的回應(yīng)過(guò)程相當(dāng)短，這使得它能應(yīng)用于更多的有需求的場(chǎng)所。在本設(shè)計(jì)中，作為特殊保護(hù)電路的光電耦合器，使得整個(gè)電路性能更加穩(wěn)定，如圖3-7。電源中的電流流過(guò)2通道和stc89c51的電流流過(guò)3通道進(jìn)入光電耦合器內(nèi)部，通過(guò)內(nèi)部的光敏原件控制，之后運(yùn)用max1898來(lái)保障電路的安全運(yùn)行，以達(dá)到所設(shè)計(jì)電路的可靠運(yùn)行。圖3-7 光電耦合器電路圖3.2 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)設(shè)計(jì)的內(nèi)部核心，它的編寫的好壞在一定程度上會(huì)直接系統(tǒng)運(yùn)行情況的良好與否。下面將需要

20、設(shè)計(jì)的程序分成幾部分，明確各部分的功能，和相互邏輯關(guān)系，從而最終確定本設(shè)計(jì)的程序。本設(shè)計(jì)的總的工作流程圖如下圖3-8：開(kāi)始初始化while(1)外部中斷0服務(wù)子程序int0_count為0？啟動(dòng)定時(shí)器0：t_count=0int0_count+返回nooo定時(shí)器0服務(wù)子程序關(guān)閉t0計(jì)數(shù)，重設(shè)計(jì)數(shù)初值t_count+t_count600?int0_count為1？充電完畢，蜂鳴器報(bào)警，切斷充電電源關(guān)閉t0中斷和外部中斷0啟動(dòng)t0計(jì)數(shù)no返回yes充電出錯(cuò)no圖3-8 基于單片機(jī)的智能充電器工作流程圖3.2.1 主程序的設(shè)計(jì)首先，在把程序還原化的前面，我們應(yīng)當(dāng)做到把全部的系統(tǒng)清零，斷開(kāi)充電這個(gè)過(guò)程

21、，斷開(kāi)電源，讓二極管熄滅。這樣做是為了使定時(shí)和充電保持同步。然后，開(kāi)始調(diào)用初始化程序，用其對(duì)stc89c51進(jìn)行初始化。接著，便連接充電電源，讓max1898開(kāi)始充電，通過(guò)啟動(dòng)定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)。然后，便需進(jìn)行一段時(shí)間的休息，等到該過(guò)程完結(jié)后，傳到出相應(yīng)的已經(jīng)完成的信號(hào)，如果有差錯(cuò)時(shí)，則傳達(dá)出發(fā)生錯(cuò)誤的信號(hào)。主程序圖如下圖3-9：time_out=1?error=0?d3滅d3閃爍關(guān)閉t0、int0中斷切斷max1898電源初始化d3亮開(kāi) 始ynyn圖3-9 本設(shè)計(jì)主要程序流程圖3.2.2 定時(shí)器中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到切斷電力，需要我們用定時(shí)來(lái)監(jiān)測(cè)何時(shí)是安全的充電時(shí)間，這樣便可以用完

22、成信號(hào)來(lái)控制是否充電完成，以保證安全。然而由于安全充電的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，因而只依靠定時(shí)是顯然不夠的，所以需要多次的循環(huán)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。首先，我們先設(shè)置一個(gè)時(shí)間，之后嵌套一層循環(huán)，最后達(dá)到以分鐘作為最小疊加單位，這樣，我們可以省去許多麻煩。單片機(jī)需要的晶振是12mhz的晶振，這樣其最大計(jì)數(shù)值為65536。如此，我們要設(shè)置時(shí)間為35000時(shí)，則需處理的將是30536。這樣便實(shí)現(xiàn)了比較簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)過(guò)程。另外，外部中斷設(shè)置，我們將采用下降沿觸發(fā)。定時(shí)器中斷服務(wù)程序流程圖如圖3-10：t0中斷 關(guān)閉t0定時(shí)重設(shè)定時(shí)器初值time+time=20?error=1error=0time_out=1second=0,

23、minute+time=0,second+second=60?minute=190?int0_count=1?retinnnyyyyn圖3-10 定時(shí)器中斷服務(wù)流程圖3.2.3 外部中斷服務(wù)程序用來(lái)累計(jì)外部中斷次數(shù)的是外部中斷0服務(wù)子程序。此程序需把用于定時(shí)的部分初始化，當(dāng)如果中斷為60次，結(jié)果便是3s；如果中斷為3600，則是3min。充電的這個(gè)過(guò)程中必須有一次外部中斷，這次中斷使得快速充電結(jié)束，電流下降到20%，當(dāng)沒(méi)有完成這個(gè)中斷時(shí)，二極管d4將會(huì)以4hz頻率進(jìn)行閃爍。而這個(gè)閃爍的頻率控制也是由定時(shí)中斷0控制的。其具體的流程圖如圖3-11所示：int0中斷retiint0_count+圖3

24、-11 外部中斷流程圖4 仿真與調(diào)試4.1 proteus仿真4.1.1 proteus設(shè)計(jì)與仿真的開(kāi)發(fā)過(guò)程proteus是一個(gè)十分實(shí)用的軟件，它對(duì)于我們的學(xué)習(xí)有很大的幫助。尤其是其仿真功能，尤為突出。這個(gè)過(guò)程方便而快捷，并且會(huì)先于實(shí)物檢測(cè)數(shù)一些不必要的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，有著不可替代的作用。其仿真過(guò)程如下：首先，在keil軟件中編寫我們需要的程序，然后生成我們最終的目標(biāo)文件（*.hex）；其次，使用proteus設(shè)計(jì)出仿真電路圖；最后，將我們之前生成的目標(biāo)文件（*.hex）下載到我們?cè)O(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)中，從而達(dá)到我們想要的仿真效果。它可以有效地預(yù)先顯示出單片機(jī)系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)中的工作狀態(tài)。4.1.2 prot

25、eus運(yùn)行過(guò)程proteus的界面比較人性化，學(xué)習(xí)起來(lái)十分方便，與我們以往所用的軟件大致相似，我們只需進(jìn)行一些必要的學(xué)習(xí)，便可以上手，具體的操作過(guò)程如下：當(dāng)我們運(yùn)行proteus進(jìn)入到軟件界面后，在左側(cè)工具欄中有一個(gè)p，點(diǎn)擊p，在其對(duì)應(yīng)窗口的左側(cè)中打入我們所需的關(guān)鍵字，然后便可以找到我們需要的元件，隨后在擺放完元件的同時(shí)，使得其相關(guān)參數(shù)及定位如我們所需，這樣便可以進(jìn)行最后一步，按我們所想連接需要連接的線。4.1.3 智能充電器仿真整個(gè)電路的仿真主要由單片機(jī)控制模塊、充電控制模塊、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離模塊等幾部分組成，通過(guò)這幾部分模塊的組合實(shí)現(xiàn)了充電器控制的智能化。該智能充電器的功能主要包含：預(yù)充

26、功能；充電保護(hù)功能；斷電智能化；當(dāng)充電過(guò)程結(jié)束時(shí)，發(fā)出明顯的報(bào)警的功能。預(yù)充：在電池安裝時(shí)，連接到輸入直流電源，定時(shí)器復(fù)位。當(dāng)充電器檢測(cè)到電池，單片機(jī)變高輸入，從而進(jìn)入預(yù)充電過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，為了使得電池電壓進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，對(duì)電池將用大電流進(jìn)行充電。這個(gè)過(guò)程的充電時(shí)間是由電容來(lái)設(shè)置的，當(dāng)電壓為2.5v時(shí)，與此同時(shí)，電池沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)熱，電池會(huì)進(jìn)入下一個(gè)充電狀態(tài)；在這個(gè)充電過(guò)程中，電池電壓仍不夠2.5v的非充電電池，此充電器會(huì)認(rèn)為電池出現(xiàn)問(wèn)題，led將開(kāi)始呈現(xiàn)忽明忽滅的狀態(tài)?？斐洌涸谶@種情況下，電池充電器開(kāi)始恒流充電。恒流充電時(shí)，電池電壓緩慢上升。如果我們的電池達(dá)到所設(shè)定的結(jié)束電壓閾值，不變電流將會(huì)

27、很短時(shí)間內(nèi)減少，充電到下一個(gè)充電過(guò)程。慢充：在此充電過(guò)程中，充電率慢慢低于設(shè)定值，或者延緩這個(gè)過(guò)程而超過(guò)此過(guò)程的時(shí)間，將會(huì)轉(zhuǎn)換到截止充電。頂端截止充電時(shí)，以最小的電流補(bǔ)充電池的能量，電流將會(huì)流過(guò)電池內(nèi)部的電阻，從而便實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電壓是否達(dá)到閾值的功能。慢充充電過(guò)程中，電流逐漸下降，減少電池端電壓受到另外電阻的影響，然而其對(duì)結(jié)束電壓的監(jiān)管產(chǎn)生的波及卻不會(huì)消失。在正常情況下，完全充電和頂端截止充電可以延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間50%10%。斷電：當(dāng)電池完全充電，充電芯片第二腳發(fā)送脈沖從低到高，這將送給單片機(jī)檢測(cè)，它造成了單片機(jī)的中斷，中斷處理時(shí)，如果確定所述充電完成后，該單片機(jī)將對(duì)光和電轉(zhuǎn)換器件產(chǎn)生影響，切斷

28、了穩(wěn)壓集成電路為充電芯片提供的電流，從而為電池提供了保障，又降低了功耗。同樣，當(dāng)非充電電池由于短路或開(kāi)路而產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)，將由微控制器充電控制器停止充電，顯示電池故障。報(bào)警：當(dāng)電池完全充電，充電芯片本身將會(huì)關(guān)閉外部led綠色燈光。出于安全起見(jiàn)，當(dāng)出現(xiàn)充電達(dá)到閾值和電池出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，發(fā)現(xiàn)這個(gè)脈沖之后，將會(huì)非常智能的斷掉充電芯片的電力，還會(huì)由蜂鳴器進(jìn)行發(fā)聲警示，以便我們可以及時(shí)切斷電池充電。當(dāng)我們對(duì)電池充電時(shí)，出現(xiàn)非正常情況，充電芯片將通過(guò)綠色燈光忽明忽滅來(lái)警示用戶，這個(gè)時(shí)候要保持芯片工作正常。本設(shè)計(jì)仿真電路的具體情況如下圖4-1所示：圖4-1 單片機(jī)智能充電仿真電路4.2 系統(tǒng)調(diào)試及

29、其結(jié)論由于本設(shè)計(jì)是由多個(gè)模塊組成的，首先，必須對(duì)各模塊調(diào)試，使得各個(gè)模塊都能正常工作；其次，最主要的是把各個(gè)模塊最終調(diào)試組合到一塊。這樣才能達(dá)到我們想要的目的。首先，電池充電器充電時(shí)，當(dāng)它發(fā)現(xiàn)電池接入的時(shí)候，將會(huì)把定時(shí)器重置，計(jì)數(shù)器將會(huì)打開(kāi)，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)數(shù)。如果提前充電時(shí)間已經(jīng)過(guò)去，但電池的電壓卻不高于2.5v，這樣led便會(huì)開(kāi)始忽明忽滅，來(lái)告知用戶電池出現(xiàn)問(wèn)題。如果電池充滿電，單片機(jī)將接收到由充電芯片釋放的單增脈沖，這樣單片機(jī)會(huì)發(fā)生中斷。在確定休息時(shí)，充電完成后，終端p2.0削減掉穩(wěn)壓集成電路給予充電芯片的電力，同時(shí)蜂鳴器將開(kāi)始報(bào)警。如果上述相關(guān)的功能都能實(shí)現(xiàn)，則表明程序沒(méi)有錯(cuò)誤，否則就需要

30、根據(jù)錯(cuò)誤修改對(duì)應(yīng)有錯(cuò)誤的程序。結(jié)論：經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試和分析，我更進(jìn)一步掌握了單片機(jī)的知識(shí)，同時(shí)也增強(qiáng)了我的邏輯思維能力。伴隨著這個(gè)過(guò)程，我對(duì)相關(guān)軟件也變得越來(lái)越熟悉，這有利于我日后的學(xué)習(xí)與工作。最重要的是，我可以將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，這有著重大意義。結(jié) 語(yǔ)本次設(shè)計(jì)將單片機(jī)融入到充電器的領(lǐng)域中，這使得充電器越來(lái)越符合人們的需求標(biāo)準(zhǔn)。在如今的市場(chǎng)領(lǐng)域中，由于電池的多元化，因此要事實(shí)就是，具體電池具體分析，用其對(duì)應(yīng)的充電芯片來(lái)控制該電池的充電。此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是鋰離子電池充電器，因此選用了芯片maxl898作為充電芯片。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要重點(diǎn)掌握：預(yù)充電，快速充電，完全充電的充電方法；充電狀態(tài)指示輸出

31、信號(hào)的設(shè)計(jì)；充電芯片相關(guān)電路的建立，融合了建立相關(guān)電阻、充電時(shí)間的選擇和如何確定充電完成或者單片機(jī)程序的錯(cuò)誤，并做相應(yīng)的處理。c51語(yǔ)言設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用程序時(shí)，首當(dāng)其沖的要運(yùn)用各種各樣的模塊化的設(shè)計(jì)方法，從而使整個(gè)應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)清晰，方便我們來(lái)進(jìn)行調(diào)試以及維護(hù)。參考文獻(xiàn)1 胡健.單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.2 李生明,楊紅.protues軟件在學(xué)習(xí)單片機(jī)中的應(yīng)用j.清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2010,3（06）：40-46.3 鄭學(xué)堅(jiān),周斌.微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用m.北京:清華大學(xué)出版社,2001.4 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試m.第二版.武漢:華中科技大學(xué)出版社,2006

32、.5 蔡美琴,張為民.mcs-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用設(shè)計(jì)m.北京:高等教育出版社,2002.6 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)m.第五版.北京:高等教育出版社,2006.7 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試m.第二版.武漢:華中科技大學(xué)出版社,2006.8 樊清海,劉培培,耿娟平.基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘c語(yǔ)言設(shè)計(jì)j.北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2010,20（06）：4-6.9 邵貝貝.單片機(jī)認(rèn)識(shí)與實(shí)踐m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2006.10 揚(yáng)吉祥,詹宏英,梅芍春.電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)m.南京:東南大學(xué)出版社,1997. 11 鄒顯圣.基于at89c51單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘的研究j.機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新,200

33、9,22（05）：60-61.12 t. c. weigandt, b. kim,and p. r.gray.analysis of timing jitter in cmos ring oscillators. ieee international symposium on circuits and systems.1994.13 王法能.單片機(jī)原理及應(yīng)用m北京：科學(xué)出版社，200414 李華.mcs51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)m北京：北京航空航天大學(xué)出版社，199315 王慶.protel 99 se & dxp電路設(shè)計(jì)教程m北京：電子工業(yè)出版社，2008致 謝首先，要感謝我的導(dǎo)師郭海麗老師

34、。本設(shè)計(jì)是在郭老師的無(wú)微不至的指導(dǎo)下一步步完成的，郭老師豐富的專業(yè)知識(shí)，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的教學(xué)態(tài)度，堅(jiān)持不懈、勇往直前的人格魅力對(duì)我產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。這不但讓我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的科研目標(biāo)，學(xué)會(huì)了更多的專業(yè)知識(shí)，更讓我明白了許多做人的道理。本設(shè)計(jì)從開(kāi)始到結(jié)束，每一步都有著郭老師的悉心指導(dǎo)，傾注了郭老師的大量心血。謹(jǐn)在此向郭老師表達(dá)我最崇高的敬意和由衷的感謝！然后，我要感謝的我的父母，感謝他們的養(yǎng)育之恩，你們身體健康，天天開(kāi)心是我最大的心愿。我還要感謝好多人，感謝同學(xué)們，感謝朋友們，感謝一切幫助過(guò)我的人們。本設(shè)計(jì)的完成離不開(kāi)你們的悉心關(guān)懷和幫助，在此表示深深的感謝，沒(méi)有你們的支持和幫助是無(wú)法

35、完成我的論文的。四年的大學(xué)生活，轉(zhuǎn)眼即逝，但它在我的人生旅途中卻是最有意義的一段歲月。我的自學(xué)能力在這里得到了前所未有的提升，我的人格在在這里得到了升華。感謝所有的老師，是你們給予了我大學(xué)四年最有意義的收獲，不但將我領(lǐng)入知識(shí)的神圣殿堂，還給我開(kāi)闊了眼界，讓我明白世界有多的大，更讓我感受到了生活的美好。我會(huì)以更飽滿的熱情投入到以后的學(xué)習(xí)和生活中，不辜負(fù)所有支持我的人！附錄軟件設(shè)計(jì)主函數(shù)：#idefine uchar unsigned char#defined uint unsigned intsbit gate =p20;sbit bp =p21;/* 定時(shí)器0中斷服務(wù)子程序 */void timer0() interrupt 1 using 1tr0 = 0;/ 停止計(jì)數(shù)th0 = -5000/256;/ 重設(shè)計(jì)數(shù)初值tl0 = -5000%256;t_count+;if (t_count600)/ 第一次外部中斷0產(chǎn)生后3sif (int0_count=1)/ 還沒(méi)有出現(xiàn)第二次外部中斷0，則認(rèn)為充電完畢gate = 0;/ 關(guān)閉充電電源bp = 0;/ 打開(kāi)蜂鳴器報(bào)警 else/ 否則即是充電出錯(cuò)gate = 1;bp = 1